Электродвигатель — сложный прибор, который преобразует электрическую энергию в механическую за счет взаимодействия магнитного поля ротора и статора. Промышленные электродвигатели устанавливают на станки, различные бытовые приборы. В домашних условиях из подручных средств можно собрать простой двигатель.
Основы электродвигателей: принципы работы и материалы
Для того чтобы понять принцип работы двигателя, необходимо изучить составляющие мотора. Существует несколько разновидностей электродвигателей, но устройство у всех видов одинаковое:
-
Внутри цилиндра находится ротор — это вал, который вращается и статор, который находится в неподвижном состоянии.
-
Ротор состоит из стержня, сердечника, торцевого кольца, вала.
-
Ротор крепится на подшипниках, со статором не соприкасается.
-
Составляющие статора — корпус из чугуна или алюминия, сердечник, обмотка.
В некоторых двигателях есть электромагнитный тормоз, который находится перед вентилятором.
Виды материалов для самостоятельного изготовления электродвигателя
В самодельных электромоторах используют различные подручные средства для ротора и статора. Например, можно сделать простой двигатель из жестяной банки.
Что необходимо:
-
Банка из алюминия будет основой для ротора.
-
Дополнительно потребуется катушка от швейной машинки, примерно 10 м изолированной проволоки из меди диаметром 0,35 мм. Для изготовления контактов нужна медная проволока толщиной 1 мм.
-
Нужно подобрать деревянную дощечку толщиной 1-1,5 см, которая по размерам соответствует габаритам жестяной банки.
-
Для создания магнитного поля нужно взять 4 круглых магнитных пластины.
-
В качестве вала можно использовать вязальную металлическую спицу.
-
Потребуются деревянные бруски. Два размером 1,5*1,5*6 см, один — в форме куба со стороной 1,5 см.
-
Саморезы с шайбами — один 3,5 *3 мм, три 2*15 мм.
-
Источник питания 12 V, суперклей, штангенциркуль, маркер, небольшая ручная дрель, мультиметр, нож, отвертки, пассатижи.
В качестве ротора можно использовать пробку от винной бутылки.
Принцип действия и ключевые составляющие электродвигателя
Принцип действия электродвигателя основан на элементарных законах физики. При помещении в магнитное поле рамки-проводника с электрическим током на нее будет действовать сила, которая будет заставлять рамку вращаться. При добавлении еще одной рамки под углом или изменении направления тока вращение будет непрерывным.
Электродвигатель — устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую. Основные элементы:
-
Ротор – вращающийся компонент двигателя.
-
Статор находится в неподвижном состоянии.
Под воздействием напряжения возникает электромагнитное поле, которое и вращает ротор, выполняя механические действия.
Основные характеристики и преимущества дизельных генераторов
Дизельные генераторы — источник питания, который работает на жидком топливе, предназначены для автономного электроснабжения. Это стационарные или передвижные установки, которые преобразуют кинетическую энергию вращения в электрический ток. Основные элементы конструкции — генераторный блок переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Дополнительные узлы — ручной или автоматический блок управления, бак для топлива, датчик работы, контуры распределения электричества, крепежная рама.
Преимущества дизельных генераторов:
-
большой выбор агрегатов по номинальной мощности — 500-3000 кВт;
-
КПД 70-80%;
-
небольшой расход топлива — на выработку 1 кВт*ч требуется 250-290 мл топлива;
-
простота обслуживания;
-
сохранение всех показателей работоспособности при нагрузке до 90% от допустимой;
-
капитальный ремонт требуется после 20-30 часов работы, у некоторых моделей этот показатель выше;
-
есть модели для установки в разных условиях;
-
можно использовать в качестве вспомогательного, резервного или основного источника электроэнергии.
Купить высоковольтные электродвигатели, дизельные генераторы можно в специализированных магазинах. Обязательно нужно проверить наличие сертификата устройства. Качественные электродвигатели можно заказать в интернет-магазине “Техносфера”.
Как выбрать дизельный генератор для конкретных нужд?
Дизельные генераторные установки используют в качестве аварийного, резервного источника питания. При выборе генератора нужно учитывать следующие параметры:
-
Вид исполнения. Открытые дизельные генераторы ставят в отдельно стоящих зданиях или специальных контейнерах. Модели для улицы имеют кожух для защиты от осадков, пыли. Передвижные мобильные генераторы используют на открытом воздухе при проведении массовых мероприятий.
-
Тип генератора. В синхронных генераторах частота вращения постоянная, процесс регулирует специальный механизм. Для стабильной работы установки асинхронного типа требуется дополнительный инвертор.
-
Мощность. Маломощные установки — до 20 кВт, оснащены системой воздушного охлаждения, можно использовать в быту. Средняя мощность — 20-200 кВт — чаще всего это передвижные установки в защитном корпусе для использования на улице. Мощные агрегаты — более 200 кВт, дизельные стационарные электростанции. Мощности хватает, чтобы обеспечить электроэнергией большой поселок или завод.
Для расчета оптимальной мощности генератора нужно сложить показатели потребления энергии всех электроприборов, прибавить 25%.
Тестирование и настройка электродвигателя
При присоединении самодельного мини-двигателя нужно действовать по определенной схеме. Особое внимание необходимо уделить количеству проводов и назначению прибора. В моторах шагового типа может быть 4,5,6, 8 проводов. Модели, в которых четыре элемента проводки, можно подключать только к биполярным устройствам. Мощные шестипроводные двигатели — к моно и биполярным приборам.
После завершения сборки нужно плавно запустить самодельный электродвигатель. До пуска нужно проверить тщательность подключения контактов. Если конструкция собрана правильно, электродвигатель начнет вращаться, будет работать быстро. Дополнительно для оценки эффективности можно приложить тяжесть к валу. Если вращение не прекратилось при нагрузке, двигатель работает эффективно.
Где можно использовать электродвигатель?
Самодельные электродвигатели используют для питания небольших гаджетов или игрушек, управления дронами, на природе, в качестве наглядного обучающего пособия или для защиты научных проектов, как альтернативный источник питания.
Как улучшить эффективность двигателя?
Для повышения эффективности двигателя необходимо обеспечить нагрузку агрегата 75% и выше, увеличить коэффициент мощности. Повысить КПД помогут специальные приборы, которые регулируют частоту подаваемого тока и напряжения. Это устройство плавного пуска, частотные преобразователи. В самодельных приборах можно сделать усиленную обмотку при помощи более толстой медной проволоки, это поможет в несколько раз увеличить скорость электродвигателя.
Создание электрического двигателя своими руками — не только увлекательное и полезное занятие. Это еще и возможность использовать электронные отходы для предотвращения загрязнения окружающей среды.
